随着城市发展，屋面雨水径流污染成为亟待解决的问题。沸石凭借独特的物理化学性质，在雨水处理领域展现出巨大潜力。2025年，沸石行业在处理屋面雨水径流技术上取得新进展，改性沸石过滤法成为研究热点，为雨水资源化利用提供了新方向。

  一、沸石吸附氨氮性能实验研究

  1.1 实验材料与方法

  《2025-2030年全球及中国沸石行业市场现状调研及发展前景分析报告》指出，实验选用沈阳法库天然斜发沸石，将其粉碎过筛分为不同粒径，过滤罐装置中的沸石滤料及承托层鹅卵石来自河南某净化材料厂。实验仪器包括恒温振荡箱、电热鼓风干燥箱等。室内实验采用混合雨水，实际雨水径流和人工雨水按 1∶2 配比。

  实验室批次实验中，配制浓度为 1000mg/L 的氨氮标准储备液，把沸石按颗粒大小分为 3 个平行组，对滤料预处理后，加入三角烧瓶，调节溶液 pH 为 7，在 20℃、180r/min 条件下振荡。天然沸石改性采用氯化钠溶液改性法，确定固液比为 1∶25g/ml 时效果最佳。动态吸附试验使用高度 3m、内径 10cm 的有机玻璃吸附柱，设置不同出水口，让屋面雨水下向流进入，调整流速记录影响并绘制穿透曲线图。

  1.2 实验结果分析

  研究发现，沸石滤料粒径对氨氮吸附速率影响显著。粒径为 18 - 35 目(0.5 - 1mm)的沸石达到吸附平衡速度最快、效果最佳，说明粒径越小，比表面积越大，吸附速度越快，但粒径过小实际应用操作分离困难。吸附时间方面，沸石对氨氮的吸附分为快速(0 - 30min)和缓慢(30min 后)两个阶段，120min 时吸附率达最高约 80%，此后吸附量不再增加，因此建议吸附时间为 120min。

  二、氯化钠溶液改性天然沸石研究

  2.1 改性机理探究

  氯化钠溶液改性天然沸石效果显著，其机理是大离子半径金属离子进行离子交换，增大沸石离子交换容量。扫描电镜显示，改性后沸石孔径、孔穴和孔道扩宽，表面性质和孔隙结构改变，颗粒表面更松散，为吸附质提供更多位点和通道，有利于污染物吸附截留。改性后沸石颗粒强度增加，比表面积、孔容、平均孔径增大 4 至 6 倍及以上，证明吸附氨氮以离子交换为主，且改性沸石吸附再生效果好，可重复利用，为过滤装置反冲洗提供技术参考。

  2.2 吸附影响因素实验

  考察雨水流速、滤柱高度和沸石粒径对改性沸石吸附雨水中氨氮的影响。进水氨氮浓度约 10mg/L，调整蠕动泵转速为 50、150、250mL/min，设置沸石填充高度为 1.0、2.0、3.0m，粒径为 10 - 18、5 - 10、2.5 - 5 目。实验发现，屋面雨水径流流速越小、填充高度越大、沸石粒径越小，吸附效果越好。例如，流速从 250mL/min 降至 50mL/min，达到穿透点和饱和点的时间依次延长;滤柱高度从 1.0m 增加到 3.0m，以及沸石粒径变小时，情况类似，这表明合适的条件能增加吸附饱和时间，有利于氨氮吸附。

  三、改性沸石过滤法工艺及装置研究

  3.1 工艺与装置设计

  基于实验室和动态吸附柱试验，设计改性沸石滤料处理屋面雨水径流装置，包含收集单元和过滤单元。收集单元由雨水收集管道、集水模块、进水泵依次连接。过滤罐为高 3m、直径 1m 的不锈钢柱体，内部改性滤料腔室分为三个，滤料粒径自下而上依次增大，铺设鹅卵石、4 - 8mm 和 8 - 12mm 氯化钠改性沸石滤料，高度分别为 10、80、80cm，罐体上层保留 20cm 空气层。该装置可快速高效处理雨水，去除多种污染物，滤料可重复使用，集水模块可折叠节省空间，处理后的雨水可用于浇灌绿地。

  3.2 实际应用与效果

  结合实际屋面情况开展中试实验，发现氯化钠改性沸石滤料大粒径置于上方、小粒径置于下方更有利于去除污染物，最佳进水流速为\(6m^{3}/h\)。在实际操作中，屋面材质为水泥砖保护层，汇水面积\(540m^{2}\)，进水流速\(6m^{3}/h\)，每隔 30min 取样检测。选取 4 次实际屋面雨水径流样品检测显示，该装置能同时去除氨氮、悬浮物和有机污染物等，氨氮去除率高于 80%，出水悬浮物浓度低于 10mg/L，符合《建筑与小区雨水控制及利用工程技术规范》要求，且改性沸石经反冲洗可反复使用，提升了雨水处理效率。

  综上所述，2025年在沸石处理屋面雨水径流技术研究中取得了丰硕成果。实验证实，20℃时天然沸石滤料粒径越小吸附效果越好，吸附时间以120min 为宜，准二级动力学模型能准确反映其对氨氮的吸附过程。动态吸附柱试验表明，屋面雨水径流通过玻璃吸附柱时，流速越小、滤料填充高度越大、沸石粒径越小，吸附效果越佳。设计并应用的改性沸石过滤罐装置，经实践验证，出水符合排放标准。这些成果为屋面雨水资源化利用提供了技术支撑，但城市雨水资源化管理在部分地区发展仍面临挑战，未来还需进一步优化技术，推动相关政策措施落地，实现雨水资源的高效利用 。